JP2007306721A - 回転電機のステータコイル絶縁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転電機のステータコイルエンド部の内径側を絶縁材料で成形された筒状の絶縁体で絶縁することにより、電動機のサイズごとにコイルエンド部保護キャップを製造する必要がないことから経済性の向上およびコイルへのストレスを低減することができる回転電機のステータコイル絶縁構造を提供する。
【解決手段】 ステータコア９にステータコイル１０を配設した筒状のステータ３と、該ステータ３の軸線上に同心状に配置されたロータ４とをモータハウジング１に内蔵し、前記モータハウジング１の端面の軸受けハウジング５に設けられた軸受け７を介してロータの回転軸６を支持するようにした回転電機のステータコイル絶縁構造において、絶縁材料で成形された筒状の絶縁体２０を、前記ステータコイルエンド部１０ａの内周面側に挿入したこと。
【選択図】 図１

Description

本発明は、回転電機のステータコイルエンド部に筒状の絶縁リングを挿入して軸受けハウジングの外周あるいはロータ間をリング状の絶縁物で絶縁する回転電機のステータコイル絶縁構造に関する。

従来、この種の回転電機のステータコイル絶縁構造としては、例えば、図８に示すようなものがある。モータハウジング１００内には、ステータ１０１とロータ１０２が同心状に配置されている。ステータ１０１は、ステータ鉄心１０３とステータコイル１０４から構成されており、ステータコイル１０４のコイルエンド部１０４ａがモータハウジング１００の内面と軸受けハウジング１００ａ外周面との間に延出されている。コイルエンド部１０４ａは、軸受けハウジング１００ａとの間に絶縁空間１０５を設けるように配設されている。
通常、コイルエンド部１０４ａと軸受けハウジング１００ａの外周およびロータ１０２との絶縁は、コイルエンド部１０４ａを任意の寸法に成形し、空間での絶縁を確保している。

しかしながら、このような従来の回転電機のステータコイル絶縁構造にあっては、コイルエンド部１０４ａとの絶縁距離を確保するために、成形をきつくしたり、コイル周長を長くしたりと、品質面、特性面において厳しい設計になることがある。また、モーターサイズも絶縁距離を確保する分、大きくなる課題がある。

そこで、図９のように、ステータコイル１０４のコイルエンド部１０４ａにコイルエンド部保護キャップ１０６を被せて周囲との絶縁を保つようにした先行技術（特許文献１）が知られている。
特開平６−２６１４８０号公報

しかしながら、上記先行技術によれば、樹脂で成形したコイルエンド部保護キャップ１０６を製造するために電動機のサイズごとにコイルエンド部保護キャップ１０６を製造しなければならず、したがって多数の金型が必要になり、費用がかかるという問題がある。

本発明は、このような従来の課題を解決し、回転電機のステータコイルエンド部の内径側を絶縁材料で成形された筒状の絶縁体で絶縁することにより、電動機のサイズごとにコイルエンド部保護キャップを製造する必要がないことから経済性の向上およびコイルへのストレスを低減することができる回転電機のステータコイル絶縁構造を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するため、ステータコアにステータコイルを配設した筒状のステータと、該ステータの軸線上に同心状に配置されたロータとをモータハウジングに内蔵し、前記モータハウジングの端面の軸受けハウジングに設けられた軸受けを介してロータの回転軸を支持するようにした回転電機のステータコイル絶縁構造において、絶縁材料で成形された筒状の絶縁体を、前記ステータコイルエンド部の内周面側に挿入したことにある。
また、本発明は、前記筒状の絶縁体は、フィルム状の絶縁フィルムを丸めて筒状体に形成したことにある。
さらに、本発明は、前記筒状の絶縁体は、前記絶縁フィルムの両端に、互いに係合する切欠き部を設け、これら切欠き部を係合させて前記絶縁フィルムを筒状体に形成したことにある。
またさらに、本発明は、前記筒状の絶縁体の一端に、前記ステータのスロット部に挿入する複数の脚部を設け、これら脚部を前記ステータのスロット部に挿入して前記絶縁リングを前記ステータコイルエンド部の内周面側に挿入したことにある。

本発明の請求項１によれば、コイルエンド部の成形を緩和し、コイルへのストレスを低減することができるので、品質の向上を図ることができる。
またさらに、コイルの周長を短くできるので、特性の向上を図ることができる。
請求項２によれば、モーターをコンパクトにできるとともに、専用の部品を樹脂成形などで製造する必要がないため、安価である。
請求項３ないし請求項４によれば、絶縁リングの組付けを容易に行うことができる。

以下、図示の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施の形態による回転電機のステータコイル絶縁構造を示す部分断面図で、１はモータハウジング、２はフランジで、モータハウジング１には、ステータ３とロータ４が同心状に配置されている。モータハウジング１の内部の端面には、筒状の軸受けハウジング５が設けられており、この軸受けハウジング５には、ロータ４に設けられたモータシャフト６の一端部を支持する軸受け７が内蔵されている。前記フランジ２の内面側にも筒状の軸受けハウジング８が設けられており、モータシャフト６の他端部出力側６ａを支持している。

前記ステータ３は、ステータコア９にステータコイル１０を組付けたもので、ステータコイル１０のコイルエンド部１０ａが軸受けハウジング５の外周側５ａに延出して配置されている。ステータコイル１０は、図２に示すように、ステータコア９のスロット９ａに円周方向に沿って順次挿入して配置されたもので、コイルエンド部１０ａの内周側には、コイルエンド部１０ａと、軸受けハウジング５の外周側５ａあるいはロータ４外周面との間を絶縁する絶縁材料で成形された筒状の絶縁体２０が挿入されている。

この筒状の絶縁体２０は、図３ないし図５に示すように樹脂材料で成形された細長い帯状体２１を筒状に形成したもので、この帯状体２１の一側２１ａには、一定長さの脚部２２ａ〜２２ｅが一定間隔で一体成形されている。また、帯状体２１の他側２１ｂ側の一端には、三角形状の突片２３が突設されている。突片２３には、帯状体２１の端縁に沿って帯状体２１の他側２１ｂ側に向けて切り込み２４が形成されており、この切り込み２４を係合させる三角形形状の切欠き部２５が帯状体２１の他側２１ｂの他端部側に形成されている。
前記両端の脚部２２ａ，２２ｅは、帯状体２１の両端にそれぞれ形成されており、切欠き２５が形成された側の脚部２２ａの先端には、脚部２２ａの長手方向に沿って切り込み２６が形成され、かつ突片２３が形成された側の脚部２２ｅの側縁部には切欠き部２７が形成されている。切欠き部２７の奥には、脚部２２ａの先端方向に向けて切り込み２８が形成されている。
帯状体２１の切欠き部２５および切欠き部２７は、コイルエンド部１０ａと、軸受けハウジング５の外周およびロータ４の絶縁に影響のない箇所に設けられている。

筒状の絶縁体２０は、帯状体２１を丸めて両端部を図６のように突き合せて、突片２３の切り込み２４を切欠き部２５に係合させ、脚部２２ａの切り込み２６を脚部２２ｅの切り込み２８に係合させて組付けている。

筒状の絶縁体２０は、脚部２２ａ〜２２ｅをステータコア９のスロット９ａに挿入させながら、コイルエンド部１０ａの内周側に挿入して組付けている。

回転電機のステータコイル絶縁構造によると、帯状体２１を丸めて筒状の絶縁体２０を形成し、この筒状の絶縁体２０をコイルエンド部１０ａの内周側に挿入して、ステータコイル１０のコイルエンド部１０ａと、軸受けハウジング５の外周側５ａあるいはロータ４外周面との間を絶縁する。脚部２２ａ〜２２ｅをステータコア９のスロット９ａに挿入させて保持することで、筒状の絶縁体２０の抜け、ズレを防止する。

以上のように、上記実施の形態によれば、絶縁材料で成形された筒状の絶縁体２０を、ステータコイル１０のコイルエンド部１０ａの内周面側に挿入したので、コイルエンド部１０ａの成形を緩和し、コイルへのストレスを低減することができることから、品質の向上を図ることができる。またさらに、コイルの周長を短くできることから、特性の向上を図ることができる。
筒状の絶縁体２０は、フィルム状の絶縁フィルムを丸めて筒状体に形成したので、専用の部品を樹脂成形などで製造する必要がないため、安価である。
筒状の絶縁体２０は、前記絶縁フィルムの両端に、互いに係合する切り込み２４および切欠き部２５と，切り込み２６，２８を設け、これら切り込み２４および切欠き部２５と，切り込み２６，２８を互いに係合させて前記絶縁フィルムを筒状体に形成したので、予め別工程で組み立てることが可能になることから、生産性が良好である。また、モータをコンパクトにできるとともに、専用の部品を樹脂成形などで製造する必要がないため、安価である。
筒状の絶縁体２０の一端に、ステータ３のスロット部に挿入する複数の脚部２２ａ〜２２ｅを設け、これら脚部２２ａ〜２２ｅを前記ステータのスロット部に挿入して前記絶縁リングを前記ステータコイルエンド部１０ａの内周面側に挿入したので、筒状の絶縁体２０の組付けを容易に行うことができる。

なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されるものではなく、例えば、絶縁体２０を構成する絶縁フィルムは互いに係合する切欠き部２４，２５，２６，２８を設けたが、フィルムを丸めた際、ばらけないように、接着剤、テープで固定してもよい。また、脚部２２（２２ａ〜２２ｅ）には、側縁に沿って図７に示すように楔状の突起２９を設けることによって、ステータコア９のスロット９ａに組付けた際の抜け止めを図ることができる。
また、脚部２２ａ〜２２ｅの位置、形状によっては、スロットの違うステータと共用できる。例えば、脚部２２ａ〜２２ｅを４箇所設けた場合、１２、１６、２４スロットのステータに対応できる。また、スロット９ａに挿入する脚部２２（２２ａ〜２２ｅ）の位置、数量、形状、寸法によってはスロット数の違うステータと共用できる。等、その他、本発明の要旨を変更しない範囲内で、適宜変更して実施し得ることはいうまでもない。

本発明の実施の形態による回転電機のステータコイル絶縁構造を示すモータの部分断面図である。 図１のステータコイルのコイルエンド部に筒状の絶縁体を組付けたステータを示す斜視図である。 図２の筒状の絶縁体の脚部をステータコアのスロットに組付けた状態を示す斜視図である。 図２の筒状の絶縁体を示す斜視図である。 図４の筒状の絶縁体を形成する帯状体を示す正面図である。 図５の帯状体の両端部の係合部を示す正面図である。 図４の筒状の絶縁体の脚部の変形例を示す正面図である。 従来の回転電機のステータコイル絶縁構造を示すモータの部分断面図である。 従来の回転電機のステータコイル絶縁構造を示すモータの部分断面図である。

符号の説明

１ モータハウジング
２ フランジ
３ ステータ
４ ロータ
５ 軸受けハウジング
６ モータシャフト
７ 軸受け
８ 軸受けハウジング
９ ステータコア
１０ ステータコイル
１０ａ コイルエンド部
２０ 絶縁体
２１ 帯状体
２２ａ〜２２ｅ 脚部
２３ 突片
２４，２６，２８ 切り込み
２５，２７ 切欠き部

Claims (4)

1. ステータコアにステータコイルを配設した筒状のステータと、該ステータの軸線上に同心状に配置されたロータとをモータハウジングに内蔵し、前記モータハウジングの端面の軸受けハウジングに設けられた軸受けを介してロータの回転軸を支持するようにした回転電機のステータコイル絶縁構造において、絶縁材料で成形された筒状の絶縁体を、前記ステータコイルエンド部の内周面側に挿入したことを特徴とする回転電機のステータコイル絶縁構造。
2. 前記筒状の絶縁体は、フィルム状の絶縁フィルムを丸めて筒状体に形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転電機のステータコイル絶縁構造。
3. 前記筒状の絶縁体は、前記絶縁フィルムの両端に、互いに係合する切欠き部を設け、これら切欠き部を係合させて前記絶縁フィルムを筒状体に形成したことを特徴とする請求項２に記載の回転電機のステータコイル絶縁構造。
4. 前記筒状の絶縁体の一端に、前記ステータのスロット部に挿入する複数の脚部を設け、これら脚部を前記ステータのスロット部に挿入して前記絶縁リングを前記ステータコイルエンド部の内周面側に挿入したことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の回転電機のステータコイル絶縁構造。

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